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具有高含量磷酸基团的磷酸盐材料及其在锂电池中的应用制造技术

技术编号:41258336 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-11 09:17
本发明专利技术实施例涉及一种具有高含量磷酸基团的磷酸盐材料及其在锂电池中的应用。所述具有高含量磷酸基团的磷酸盐材料包括:锂、铝、钛、磷、氧和掺杂元素;其中,所述掺杂元素包括镁、钙、镓、锗、硅中的一种或多种;所述磷酸盐材料中按照质量比,锂元素含量为0.1%‑1.8%、铝元素含量为0.1%‑21%、钛元素含量为16%‑35%、磷元素含量为20%‑30%、氧元素含量为41%‑62%、掺杂元素含量为0%‑10%;磷酸盐材料的X射线衍射图谱在14.7°、20.9°、21.8°、22.5°、24.5°和29.7°处存在衍射峰;所述磷酸盐材料的拉曼光谱在316cm<supgt;‑1</supgt;、356cm<supgt;‑1</supgt;、450cm<supgt;‑1</supgt;和1010cm<supgt;‑1</supgt;位置存在特征振动峰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池材料,尤其涉及具有高含量磷酸基团的磷酸盐材料及其在锂电池中的应用


技术介绍

1、随着锂电池的广泛应用和快速发展,人们对锂离子电池的性能要求也越来越高,不仅要求锂电池具有较高的容量,而且要求在反复的充放电过程中具有较好的容量保持率,表现出良好的循环性能,具有较长的使用寿命、较高的安全性以及较长的存储时间等性能。

2、提高电池的存储时间,降低自放电速率,在排除由于制备工艺上的缺陷引起的物理微短路原因(粉尘和毛刺)和电池内部水分含量过高引起的副反应两种原因导致的自放电率过高的情况外,通常正极材料、负极材料和隔膜材料的成分及结构稳定性也会对电池的长时间存储性能有影响。通常是正极或负极或隔膜中所含的杂质金属或自身不稳定分解的金属会在充电电过程中游离出,在隔膜处沉积而造成微导通电路,引起自放电反应。因此改善电池存储性能也是一个亟需解决的课题。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种具有高含量磷酸基团的磷酸盐材料及其在锂电池中的应用。本专利技术具有高含量磷酸基团的磷酸盐材料能够降低电池的自放电速率,提高电池的存储性能及使用寿命。

2、为此,在第一方面,本专利技术实施例提供了一种具有高含量磷酸基团的磷酸盐材料,所述具有高含量磷酸基团的磷酸盐材料包括:锂、铝、钛、磷、氧和掺杂元素;其中,所述掺杂元素包括镁、钙、镓、锗、硅中的一种或多种;

3、所述磷酸盐材料中按照质量比,锂元素含量为0.1%-1.8%、铝元素含量为0.1%-21%、钛元素含量为16%-35%、磷元素含量为20%-30%、氧元素含量为41%-62%、掺杂元素含量为0%-10%;

4、所述磷酸盐材料的x射线衍射图谱在14.7°、20.9°、21.8°、22.5°、24.5°和29.7°处存在衍射峰;

5、所述磷酸盐材料的拉曼光谱在316cm-1、356cm-1、450cm-1和1010cm-1位置存在特征振动峰。

6、优选的,所述磷酸盐材料的颗粒形状为圆球型、椭圆形、方形或不规则型中的一种或多种。

7、优选的,所述磷酸盐材料的粒径为50nm-50um。

8、优选的,所述磷酸盐材料的离子电导率为1.2×10-5s/cm-8.0×10-3s/cm。

9、优选的,所述磷酸盐材料的熔点为1200℃-1450℃。

10、优选的,所述磷酸盐材料的ph值在4.0-7.5之间。

11、优选的,所述磷酸盐材料呈白色或浅黄色。

12、第二方面,本专利技术实施例提供了一种上述第一方面所述的磷酸盐材料的用途,所述磷酸盐材料应用于锂离子电池中。

13、优选的,所述磷酸盐材料用作正极添加剂、正极极片涂覆材料、负极添加剂、负极极片涂覆材料、隔膜涂层材料添加剂或隔膜涂覆材料中的任一种。

14、第三方面,本专利技术实施例提供了一种锂离子电池包括第一方面所述的磷酸盐材料。

15、本专利技术实施例提供的具有高含量磷酸基团的磷酸盐材料,含有锂、铝、钛、磷、氧和掺杂元素,可用于锂离子电池正极添加剂、正极极片涂覆材料、负极添加剂、负极极片涂覆材料、隔膜涂层材料添加剂及隔膜涂覆材料。由于材料含有含量较高的带负电磷酸基团,并且材料自身结构稳定,在电池存放过程中能够对带正电的金属粒子的沉积、游离等行为进行吸引限制及调节作用,使电池内部不会行成微导通电路,从而降低了电池的自放电速率,提高了电池的存储性能及使用寿命。

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【技术保护点】

1.一种具有高含量磷酸基团的磷酸盐材料,其特征在于,所述具有高含量磷酸基团的磷酸盐材料包括:锂、铝、钛、磷、氧和掺杂元素;其中,所述掺杂元素包括镁、钙、镓、锗、硅中的一种或多种;

2.根据权利要求1所述的磷酸盐材料,其特征在于,所述磷酸盐材料的颗粒形状为圆球型、椭圆形、方形或不规则型中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的磷酸盐材料,其特征在于,所述磷酸盐材料的粒径为50nm-50um。

4.根据权利要求1所述的磷酸盐材料,其特征在于,所述磷酸盐材料的离子电导率为1.2×10-5S/cm-8.0×10-3S/cm。

5.根据权利要求1所述的磷酸盐材料,其特征在于,所述磷酸盐材料的熔点为1200℃-1450℃。

6.根据权利要求1所述的磷酸盐材料,其特征在于,所述磷酸盐材料的pH值在4.0-7.5之间。

7.根据权利要求1所述的磷酸盐材料,其特征在于,所述磷酸盐材料呈白色或浅黄色。

8.一种上述权利要求1-7任一所述的磷酸盐材料的用途,其特征在于,所述磷酸盐材料应用于锂离子电池中。

9.根据权利要求8所述的磷酸盐材料的用途,其特征在于,所述磷酸盐材料用作正极添加剂、正极极片涂覆材料、负极添加剂、负极极片涂覆材料、隔膜涂层材料添加剂或隔膜涂覆材料中的任一种。

10.一种锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池包括上述权利要求1-7任一所述的磷酸盐材料。

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【技术特征摘要】

1.一种具有高含量磷酸基团的磷酸盐材料,其特征在于,所述具有高含量磷酸基团的磷酸盐材料包括:锂、铝、钛、磷、氧和掺杂元素;其中,所述掺杂元素包括镁、钙、镓、锗、硅中的一种或多种;

2.根据权利要求1所述的磷酸盐材料,其特征在于,所述磷酸盐材料的颗粒形状为圆球型、椭圆形、方形或不规则型中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的磷酸盐材料,其特征在于,所述磷酸盐材料的粒径为50nm-50um。

4.根据权利要求1所述的磷酸盐材料,其特征在于,所述磷酸盐材料的离子电导率为1.2×10-5s/cm-8.0×10-3s/cm。

5.根据权利要求1所述的磷酸盐材料,其特征在于,所述磷酸盐材料的熔...

【专利技术属性】
技术研发人员:石永明史晶王胜强
申请(专利权)人:溧阳天目先导电池材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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